Badania naukowe podkreślają wskaźnik zużycia wody w produkcji bioenergii :: Artykuły / Polski Serwis Naukowy

Polecamy również:

W jaki sposób rośliny regulują swój poziom wody

Naukowcy badają zależność ludzi od wody z lodowców

"Światowy kongres w sprawie wody, klimatu i energii", Dublin, Irlandia

Naukowcy badają wpływ zmian klimatu na kaskady ciężkiej wody Oceanu Arktycznego

Naukowcy badają jakość i przejrzystość wody w jeziorze Śniardwy

Naukowcy i przedsiębiorcy czynią starania, aby znaleźć alternatywne źródła energii, na przykład zastępując benzynę biopaliwami. Ostatnio w centrum uwagi znalazł się wskaźnik zużycia wody, czyli ilość słodkiej wody wykorzystywanej do wytwarzania produktów i usług konsumpcyjnych.

W ramach nowych badań holenderskich obliczono taki wskaźnik dla sektora bioenergetycznego, czyli ilość wody zużywanej na uprawy przeznaczone na biomasę. Wnioski z badań zostały opublikowane w czasopiśmie Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) Early Edition.

Opierając się na wynikach wcześniejszych badań, w ramach których wyliczono wskaźnik zużycia wody dla produktów spożywczych i włókienniczych a także dla ciepła wytwarzanego z biomasy, naukowcy z Uniwersytetu w Twente postanowili przygotować globalny przegląd tego wskaźnika dla jednostek bioenergii w postaci prądu elektrycznego, bioetanolu i ciepła.

Według nich, choć wskaźnik zużycia wody dla bioenergii jest znacznie wyższy w porównaniu z innymi formami energii, produkcja bioelektryczności pozwala zaoszczędzić ponad dwa razy więcej wody w porównaniu z produkcją biopaliwa.

"Wskaźnik zużycia wody w przypadku bioelektryczności jest niższy niż w przypadku biopaliw, ponieważ uzyskuje się większą wydajność wykorzystując całą biomasę (np. na energię elektryczną lub ciepło) a nie tylko część upraw (np. cukier, skrobię lub olej) na biopaliwa" - wskazują wyniki badań.

Zespół obliczył wskaźnik zużycia wody dla 13 rodzajów upraw: jęczmienia, manioku, kukurydzy, ziemniaków, rzepaku, ryżu, żyta, sorgo, soi, buraków cukrowych, trzciny cukrowej, pszenicy i jatrofy - rośliny nadającej się do produkcji energii. Uprawy te stanowią 80% całej światowej produkcji roślinnej.

Badania wykazały, że do produkcji bioelektryczności najlepiej nadają się kukurydza, buraki cukrowe i trzcina cukrowa, a najmniej rzepak i jatrofa, która jest 10-krotnie mniej wydajna pod względem zużycia wody.

Jeśli chodzi o wytwarzanie bioetanolu, trzy najodpowiedniejsze rośliny to buraki cukrowe, ziemniaki i trzcina cukrowa. Jak mówią naukowcy, do wytworzenia 1 litra bioetanolu z buraków cukrowych potrzebnych jest tylko 1.400 litrów wody. Najmniej wydajną rośliną w tym kontekście jest sorgo.

Do biodiesla najlepsze są soja i rzepak, a najgorsza jest jatrofa. Według naukowców wytworzenie 1 litra biodiesla z soi lub rzepaku wymaga 14.000 litrów wody, podczas gdy jatrofa wymaga 20.000 litrów wody na 1 litr tego paliwa.

Badania objęły w sumie cztery kategorie biomasy: rośliny skrobiowe i bulwiaste, cukrowe, olejowe oraz drzewa. Wykazano, w jaki sposób uprawy wpływają na zużycie wody. Naukowcy doszli do wniosku, że wybór najlepszego miejsca dla każdej z upraw możliwy jest, kiedy zużycie wody skojarzy się z lokalizacją i danymi nt. klimatu. W ten sposób można kontrolować uprawy na potrzeby biomasy a produkcja żywności na obszarach, gdzie występują niedobory wody, jest lepiej chroniona - jak mówią.

"Jeżeli ma nastąpić przesunięcie w kierunku zwiększenia udziału bioenergii w całkowitej produkcji energii, wyniki tych badań można wykorzystać do dobrania upraw i krajów w taki sposób, aby produkcja bioenergii była jak najbardziej wydajna z punktu widzenia zużycia wody" - piszą autorzy.

Wskaźnik zużycia wody opracowany przez współautora artykułu, profesora Arjena Hoekstrę z Wydziału Inżynierii Wodnej i Zarządzania na tym samym uniwersytecie, można by wykorzystać w celu określenia, jak ludzie na całym świecie powinni korzystać z ograniczonych zasobów słodkiej wody - stwierdzili naukowcy.

"W nadchodzących dekadach ludzkość stanie przed ważnymi problemami, nie tylko w związku z koniecznością zaspokojenia podstawowego zapotrzebowania człowieka na wodę, ale także w związku z koniecznością zadbania o to, by pozyskiwanie wody z rzek, strumieni, jezior i formacji wodonośnych [podziemnych zbiorników lub warstw wody pozyskiwanej ze studni lub źródeł] nie zaszkodziło ekosystemom pełniącym funkcje ekologiczne" - piszą autorzy.

Ostrzegają także: "Przy populacji ludzi na poziomie 9,2 miliarda do roku 2050, jak przewidują Narody Zjednoczone, istnieją powody do obaw, czy zapotrzebowanie przyszłych pokoleń na żywność i włókna zostanie zaspokojone w regionach z ograniczonymi zasobami wody."

Źródło: CORDIS

Więcej informacji:

PNAS:
http://www.pnas.org/

Uniwersytet w Twente:
http://www.utwente.nl/en/

Źródło danych: Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS); Uniwersytet w Twente
Referencje dokumentu: Gerbens-Leenes, W., et al. (2009) The water footprint of bioenergy. PNAS Early Edition. DOI: 10.1073/pnas.0812619106.

komentuj publikację

Czy wiesz że...?

wersja BETA

Wody zaskórne (prawidłowa nazwa: wody przypowierzchniowe) wody podziemne, znajdujące się bardzo płytko pod powierzchnią ziemi. Wody te cechują się zmiennością temperatury i z reguły są zanieczyszczone. Z tego względu nie nadają się do celów spożywczych. Wody zaskórne powstają pod wpływem zmian temperatury i opadów atmosferycznych. Wody te są niezbędne do życia roślin. pełny tekst

Wody gruntowe wody podziemne, zalegające na większych głębokościach niż wody zaskórne. Nie podlegają bezpośrednim wpływom czynników atmosferycznych, są przefiltrowane i z tego względu nadają się do użytkowania dla celów spożywczych. Wody te nie podlegają zmianom temperatury w ciągu doby, cechuje je równowaga termiczna. Temperatura ich zmienia się w zależności od pór roku. Występują poniżej wyraźnej i trwale utrzymującej się strefy napowietrzenia. Wody te są wykorzystywane w studniach. pełny tekst

Wody zaskórne, zwane też wodami wierzchówki, prawidłowa nazwa: wody przypowierzchniowe wody podziemne, znajdujące się bardzo płytko pod powierzchnią gruntu. Wody te cechują się zmiennością temperatury i z reguły są zanieczyszczone. Z tego względu nie nadają się do celów spożywczych. Wody zaskórne powstają pod wpływem zmian temperatury i opadów atmosferycznych. Wody te są niezbędne do życia roślin. pełny tekst

Moduł "Czy wiesz że...?" (wersja testowa, beta): definicje/pojęcia wygenerowane w obrębie tego modułu pochodzą z Wikipedii i udostępniane są na licencji Creative Commons: uznanie autorstwa, na tych samych warunkach, z możliwością obowiązywania dodatkowych ograniczeń. Dostęp do pełnej wersji każdego hasła (oraz dokładnch informacji na temat licencji, autora oraz edycji) możliwy jest po kliknięciu w odnośnik opisany jako "pełny tekst".